JP2760361B2 - 発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子の製造方法 - Google Patents

発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹
脂粒子の製造方法に関する。
(ロ)従来の技術と発明が解決しようとする課題 ポリオレフィン系樹脂粒子にスチレン系単量体を重合
させて得られるスチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子
(以下改質樹脂粒子という)に発泡剤を含浸させ、発泡
性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造する方
法には、 V型、C型あるいはDC型などの回転混合機であって
密閉耐圧の容器に、改質樹脂粒子を入れて流動させ、発
泡剤を導入する方法、 撹拌機付密閉耐圧容器内で改質樹脂粒子を水性媒体
に懸濁させ、発泡剤を導入する方法などがある。
このような方法で発泡剤が含浸された発泡性スチレン
改質ポリオレフィン系樹脂粒子を水蒸気等の加熱媒体中
で予備発泡し、その後、成形機の型窩内に充填して、再
び水蒸気を注入して加熱処理することにより、各予備発
泡粒子はそれぞれ融着一体化され、型窩通りの発泡成形
体を得ることができる。
上記発泡性樹脂粒子を製造するにあたり、改質樹脂粒
子を作成して直ぐに発泡剤の含浸を行なうことは稀であ
る。通常は、紙袋やトランスバッグ等に保管しておき、
必要に応じて保管してあった改質樹脂粒子を使用し、発
泡剤の含浸を行うのである。しかしこのようにして得ら
れた発泡性樹脂粒子を使用して予備発泡すると、しばし
ば表面及び内部の気泡が非常に微細な予備発泡粒子とな
り、これを成形しても粗悪な発泡成形体しか得られない
という問題がある。
具体的には、予備発泡粒子の気泡が非常に微細、すな
わち単位面積あたりの気泡数が多過ぎることによって、
a)予備発泡粒子の耐熱性が低下し、成形時の熱で収縮
する為、発泡成形体の外観が著しく悪くなる。b)融着
性が悪い発泡成形体となり、機械的強度に劣るものとな
る、などである。
そこで、本発明者らは、改質樹脂粒子の保管状態と予
備発泡粒子の気泡数を調査したところ、保管中に改質樹
脂粒子内部に含まれる微量の水分が逸散するにつれて得
られる予備発泡粒子の気泡数は増大する事実を知り、先
に改質樹脂粒子を水性媒体中に分散させ、密閉系で110
〜140℃の高温下で発泡剤を含浸させた発泡性樹脂粒子
を提案した(特開平1-279935号公報参照)。
そして、更に本発明者らは、内部から水分が逸散して
しまった改質樹脂粒子であっても適度な気泡数の予備発
泡粒子が簡単に得られ、また外観に優れかつ融着性の良
好な発泡成形体を得るべく種々検討を続けた。その結
果、前記改質樹脂粒子に、ある種の有機化合物を共存さ
せて、発泡剤を含浸すれば上記問題を解決できることを
見い出し本発明に到達した。
(ハ)課題を解決するための手段 すなわち、本発明によれば、含水率の低下したスチレ
ン改質ポリオレフィン系樹脂粒子に、密閉容器系で前記
粒子100重量部に対し、グリセリンモノ,ジまたはトリ
ステアリン酸エステル、グリセリンモノ,ジまたはトリ
ベヘン酸エステル、ソルビタンモノ,ジ,トリまたはテ
トラパルミテート、ソルビタンモノ,ジ,トリまたはテ
トラステアレート、ペンタエリスリトールモノ,ジ,ト
リまたはテトララウレート、ペンタエリスリトールモ
ノ,ジ,トリまたはテトラステアレートの群から選択さ
れた脂肪酸エステルの少なくとも1種0.01〜0.5重量部
と、水0.1〜4重量部との存在下に易揮発性発泡剤を含
浸させることを特徴とする発泡性スチレン改質ポリオレ
フィン系樹脂粒子の製造方法が提供される。
更に、本発明によれば、含水率の低下したスチレン改
質ポリオレフィン系樹脂粒子に、密閉容器系の水性媒体
中に懸濁させ、前記粒子100重量部に対し、グリセリン
モノ,ジまたはトリステアリン酸エステル、グリセリン
モノ,ジまたはトリベヘン酸エステル、ソルビタンモ
ノ,ジ,トリまたはテトラパルミテート、ソルビタンモ
ノ,ジ,トリまたはテトラステアレート、ペンタエリス
リトールモノ,ジ,トリまたはテトララウレート、ペン
タエリスリトールモノ,ジ,トリまたはテトラステアレ
ートの群から選択された脂肪酸エステルの少なくとも1
種0.01〜0.5重量部の存在下に易揮発性発泡剤を含浸さ
せることを特徴とする発泡性スチレン改質ポリオレフィ
ン系樹脂粒子の製造方法が提供される。
本発明に用いるスチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒
子は、スチレン系モノマーを重合させることにより改質
されたポリオレフィン系樹脂粒子であり、ことにポリオ
レフィン系樹脂粒子100重量部が分散保持された水性媒
体中に、30〜300重量部のスチレン系モノマーを加えて
重合せしめたものが好ましい。また上記ポリオレフィン
系樹脂粒子は、ポリエチレンまたは酢酸ビニル含量10%
以下のエチレン−ビニルアセテート共重合樹脂粒子を用
いることが好ましい。この発明に用いる上記ポリマー樹
脂粒子は、例えば特公昭52-10150号公報に記載されたと
同様の方法により調製することができる。
かかる樹脂粒子で、“含水率の低下”とは、製造後の
保存、外気条件などによって製造時より含水率が実質的
に低下していることを意味する。例えば、当初の含水率
が0.7〜0.5%が、0.5%以下特に0.4%以下に低下した場
合が挙げられる(ここで含水率とは、カールフィッシャ
ー法による値をいう)。
この発明の方法に用いる易揮発性発泡剤は、通常当該
分野で公知のガス状、液体状のいずれのものも用いるこ
とができるが、プロパン、ブタン、ペンタン、トリクロ
ロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、モ
ノクロロジフルオロメタンが好ましいものとして挙げら
れ、これらから選択された1種またはそれ以上を用いる
ことができる。また上記発泡剤の添加量としては、前記
樹脂粒子100重量部に対して6〜15重量部の割合で用い
られることが好ましい。
この発明の方法では、脂肪酸エステルが、前記樹脂粒
子100重量部に対し、0.01〜0.5重量部、好ましくは0.05
〜0.3重量部用いられる。脂肪酸エステルの使用は、こ
の発明の方法の特徴事項を構成するものである。脂肪酸
エステルは、スチレン樹脂粒子への発泡剤の含浸の際に
添加すると、気泡を小さくする作用があるとされてお
り、それがこの発明の樹脂粒子への発泡剤の含浸におい
ては逆の作用を呈し、これは全く意外の知見といえる。
この発明に使用する脂肪酸エステルの中で、グリセリ
ン脂肪酸エステルとしては、グリセリンモノ(ジ又はト
リ)ステアリン酸エステル、グリセリンモノ(ジ又はト
リ)ベヘン酸エステルなどを挙げることができる。
また、ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタ
ンモノ(ジ又はトリ又はテトラ)パルミテート、ソルビ
タンモノ(ジ又はトリ又はテトラ)ステアレートなど
が、さらに、ペンタエリスリトール脂肪酸エステルとし
ては、ペンタエリスリトールモノ(ジ又はトリ又はテト
ラ)ステアレートなどを挙げることができる。
上記の脂肪酸エステルは、1種又は2種以上混合して
用いることができる。
この発明の方法では、易揮発性発泡剤の含浸を行うた
め、密閉容器内で常法に従って行うことができる。
その一つは、水性媒体中で行う所謂湿式法が利用され
る。他の一つは、実質的に無水の条件下で行う所謂乾式
法の利用がある。しかしながら、乾式法では所定の目的
が達せられないことを見出している。この発明の場合に
は、少なくとも樹脂粒子100重量部に対し、微量の水、
少なくとも0.1重量部を添加する必要がある。一方4重
量部以上の水の添加は、作業性などの観点から好ましく
ない。このような微量の水の添加による効果に及ぼす作
用機序は明らかでないが、事実として上記の薬剤との相
乗作用によって発泡性樹脂粒子の改質に影響している。
この発明の反応温度は、湿式法、乾式法の何れの場合
も、100℃以下例えば50〜80℃で行うことができる。反
応時間は、約3〜6時間である。
この発明の方法によって得られる発泡性樹脂粒子の含
水率は、原料の樹脂粒子と殆んど同じか若干の増加を認
める程度であるが、予備発泡させた場合に、この発明の
方法の処理をしない発泡性樹脂粒子との間に外観、融着
性などで顕著な差異がもたらされる。
(ニ)実施例 以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明す
るが、これにより本発明は何ら限定されるものではな
い。
(スチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子の作成) 内容積100lのオートクレーブに純水100重量部ピロリ
ン酸マグネシウム0.45重量部、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ0.02重量部を加えて水性媒質とし、次にこれ
にポリエチレン樹脂粒子(住友化学社製、商品名エバテ
ートD1042)40重量部を懸濁させ、回転数250rpmで撹拌
した。
別に重合用触媒としてベンゾイルパーオキサイド0.3
重量部およびt−ブチルパーオキシベンゾエート0.01重
量部、架橋剤としてジクミルパーオキサイド0.25重量部
を60重量部のスチレン単量体に溶解させて単量体溶液と
し、該溶液を前記水性媒質中に加えてポリエチレン樹脂
粒子を吸収させながら85℃の温度に4時間維持して重合
を行なった。
その後、143℃の温度に昇温して3時間維持した後、
冷却してスチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子(以下改
質樹脂粒子という)を取り出した。
次いで、得られた改質樹脂粒子を紙袋に保管して20日
後、カールフィッシャー法によって内部水分率を測定し
たところ、0.06%に減少していた。
実施例1 内容積5lの耐圧V型ブレンダーに表1に示すように上
記改質樹脂粒子100重量部、および水0.5又は0.1重量
部、グリセリンモノステアリン酸エステル0.2又は0.05
重量部、トルエン1.5重量部を投入し、回転しながら常
温でブタン10重量部を圧入した。そして、70℃の温度に
昇温して4時間維持した後、冷却して発泡性スチレン改
質ポリオレフィン系樹脂粒子を取り出した。
次にこの発泡性樹脂粒子を水蒸気でカサ倍数30倍に予
備発泡した。ここで得られた予備発泡粒子の1mm2当た
りの気泡数を測定した。
予備発泡粒子は7日間放置した後、400×300×100(m
m)の成形機内の型窩に入れ、0.7kg/cm2の圧力の水蒸気
を60秒間注入して加熱した。そして10分間冷却した後、
発泡成形体を取り出した。
得られた発泡成形体は、その外観を判定した後2つに
割り、その破断面において、粒界からではなく粒子自体
が破断されているものの割合を測定し融着(%)とし
た。その結果を表1に示す。
比較例1 実施例1において、水の使用量を0.5又は0.1重量部投
入する代りに0又は0.02重量部投入するかあるいはグリ
セリンモノステアリン酸エステルを0.2又は0.05重量部
投入する代りに投入せずこの他は実施例1と同様の方法
で発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造
し、その評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例2 実施例1において、グリセリンモノステアリン酸エス
テルを投入する代りにソルビタンジステアリン酸エステ
ルを投入し、この他は実施例1と同様の方法で発泡性ス
チレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造し、その評
価を行った。その結果を表2に示す。
実施例3 実施例1において、グリセリンモノステアリン酸エス
テルを投入する代りにペンタエリスリトールジステアリ
ン酸エステルを投入し、この他は実施例1と同様の方法
で発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造
し、その評価を行った。その結果を表3に示す。
実施例4 撹拌機付5l密閉耐圧容器に上記改質樹脂粒子100重量
部、および水100重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸
ソーダ0.02重量部、グリセリンモノステアリン酸エステ
ル0.25重量部、トルエン1.5重量部を加えて密閉した。
次いで撹拌しながら、ブタン10重量部を圧入した。圧入
後70℃に昇温して4時間含浸した後、冷却して発泡性ス
チレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を取り出した。こ
の発泡性樹脂粒子を水蒸気でカサ倍数30倍に予備発泡し
たところ、1mm2当たり5〜10個の気泡数を有する予備
発泡粒子が得られた。この予備発泡粒子を実施例1と同
様にして成形したところ、得られた発泡成形体は収縮も
なく外観の良好なものであり、融着は90%であった。
実施例5 実施例4において、グリセリンモノステアリン酸エス
テルを加える代りにソルビタンテトラステアリン酸エス
テルを加え、この他は実施例4と同様の方法で発泡性ス
チレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造した。この
発泡性樹脂粒子を水蒸気でカサ倍数30倍に予備発泡した
ところ、1mm2当たり10〜20個の気泡数を有する予備発
泡粒子が得られた。この予備発泡粒子を実施例1と同様
にして成形したところ、得られた発泡成形体は収縮もな
く外観の良好なものであり、融着は85%であった。
実施例6 実施例4において、グリセリンモノステアリン酸エス
テルを加える代りにペンタエリスリトールジステアリン
酸エステルを加え、この他は実施例4と同様の方法で発
泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子を製造し
た。この発泡性樹脂粒子を水蒸気でカサ倍数30倍に予備
発泡したところ、1mm2当たり10〜20個の気泡数を有す
る予備発泡粒子が得られた。この予備発泡粒子を実施例
1と同様にして成形したところ、得られた発泡成形体は
収縮もなく外観の良好なものであり、融着は85%であっ
た。
(ホ)発明の効果 この発明によれば、単位面積当りの気泡数が多過ぎな
いように制御でき、外観がよく融着性に優れ機械的強度
が優れた発泡成形体を作製することのできる発泡性スチ
レン改質ポリオレフィン系樹脂粒子の製造が可能であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】含水率の低下したスチレン改質ポリオレフ
    ィン系樹脂粒子に、密閉容器系で前記粒子100重量部に
    対し、グリセリンモノ,ジまたはトリステアリン酸エス
    テル、グリセリンモノ,ジまたはトリベヘン酸エステ
    ル、ソルビタンモノ,ジ,トリまたはテトラパルミテー
    ト、ソルビタンモノ,ジ,トリまたはテトラステアレー
    ト、ペンタエリスリトールモノ,ジ,トリまたはテトラ
    ラウレート、ペンタエリスリトールモノ,ジ,トリまた
    はテトラステアレートの群から選択された脂肪酸エステ
    ルの少なくとも1種0.01〜0.5重量部と、水0.1〜4重量
    部との存在下に易揮発性発泡剤を含浸させることを特徴
    とする発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子の
    製造方法。
  2. 【請求項2】含水率の低下したスチレン改質ポリオレフ
    ィン系樹脂粒子に、密閉容器系の水性媒体中に懸濁さ
    せ、前記粒子100重量部に対し、グリセリンモノ,ジま
    たはトリステアリン酸エステル、グリセリンモノ,ジま
    たはトリベヘン酸エステル、ソルビタンモノ,ジ,トリ
    またはテトラパルミテート、ソルビタンモノ,ジ,トリ
    またはテトラステアレート、ペンタエリスリトールモ
    ノ,ジ,トリまたはテトララウレート、ペンタエリスリ
    トールモノ,ジ,トリまたはテトラステアレートの群か
    ら選択された脂肪酸エステルの少なくとも1種0.01〜0.
    5重量部の存在下に易揮発性発泡剤を含浸させることを
    特徴とする発泡性スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒
    子の製造方法。
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